民用飛機(jī)二次配電的設(shè)計(jì)

馬光輝

摘要：本文介紹了民用飛機(jī)二次配的設(shè)計(jì)思路、原則以及設(shè)計(jì)過程中需要注意的問題。為今后民用飛機(jī)二次配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)性意見。

關(guān)鍵詞：民用飛機(jī)；二次配電；設(shè)計(jì)

Abstract：This paper introduces design philosophy，principle and issues that worth noticing of secondary electrical power distribution system for civil aircrafts，providing guidance for future secondary electrical power distribution design for civil aircrafts.

Keywords：Secondary；electrical power distribution

引言

配電系統(tǒng)一般由一次配電系統(tǒng)和二次配電系統(tǒng)組成，一次配電系統(tǒng)主要是完成電源的一次分配，將電能傳遞給用電設(shè)備與二次配電裝置；而二次配電系統(tǒng)主要是使用SSPC、ELCC等電子斷路器，通過遠(yuǎn)程配電裝置對(duì)各個(gè)用電負(fù)載進(jìn)行獨(dú)立供控制，它是分布式配電的基本體現(xiàn)形式，該方法可以減少線纜長(zhǎng)度，降低熱斷路器的使用，降低電源系統(tǒng)的重量，提高飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性，提高系統(tǒng)可靠性。本文將闡述如何對(duì)民用飛機(jī)上二次配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1、用電負(fù)載信息內(nèi)容搜集

電源系統(tǒng)搜集上來的用電負(fù)載信息應(yīng)該包含以下內(nèi)容：a. 系統(tǒng)名稱、章節(jié)號(hào)、設(shè)備名稱和位置；b. 電源類型：直流或單相交流或三相交流電；c. 在電源系統(tǒng)各個(gè)工作模式下的工作情況 d. 在不同飛行階段下的工作模式 e. 負(fù)載沖擊電流和持續(xù)時(shí)間、額定電流；f. 斷路器類型，TCB或SSPC或ELCC；g. 用電負(fù)載的類型：阻性或容性或感性。

2、找出二次配電中需要分配的負(fù)載

以A350為例，按照工作電壓一般可分為230V交流大功率交流負(fù)載，115V交流負(fù)載，28V直流負(fù)載等。用電負(fù)載分類如表所示：

斷路器使用按照如下原則：a . 230V AC的負(fù)載可使用ELCC或者TCB，其他電壓的負(fù)載使用TCB或者SSPC。b. 按照目前SSPC發(fā)展水平的限制，超過50A的負(fù)載使用ELCC，或者TCB，小于50A培的負(fù)載可使用SSPC或者TCB。c.按照設(shè)備的重要性，有些設(shè)備會(huì)雙余度供電，這類設(shè)備選用斷路器可一路使用SSPC，另一路使用TCB。d. 對(duì)于電源系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的斷路器一般選用TCB。e. 如果有特殊復(fù)位要求的設(shè)備，一般使用TCB。

以上原則，可以對(duì)搜集到的用電設(shè)備進(jìn)行歸類。SSPC一般集成為板卡安裝在遠(yuǎn)程配電裝置中，從遠(yuǎn)程配電裝置獲取電能的設(shè)備，則是二次配電需要考慮的用電負(fù)載。

3. 確定遠(yuǎn)程配電裝置的數(shù)量以及布置

3.1 遠(yuǎn)程配電裝置

遠(yuǎn)程配電裝置可以分為兩類，一類是門類遠(yuǎn)程配電裝置，一類是用電分配遠(yuǎn)程配電裝置。門類遠(yuǎn)程配電裝置中包含兩個(gè)微處理器，兩個(gè)微處理器相互備份，因此它的第一個(gè)功能是實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)控制器與航電系統(tǒng)的通信，同時(shí)它與用電分配類遠(yuǎn)程配電裝置相同，將飛機(jī)匯流條提供的直流電與交流電分配給各個(gè)負(fù)載。

3.2 確定遠(yuǎn)程配電裝置的數(shù)量、布置

通過第2節(jié)內(nèi)容確定二次配電的用電負(fù)載數(shù)量后，可以根據(jù)遠(yuǎn)程配電裝置的帶載能力，計(jì)算出所需遠(yuǎn)程配電裝置的數(shù)量。遠(yuǎn)程配電裝置的布置從安全可靠的電源配電角度出發(fā)應(yīng)遵循如下原則：a. 遠(yuǎn)程配電裝置的布置，應(yīng)盡量均勻分布于全機(jī)各個(gè)角落，且飛機(jī)兩側(cè)的數(shù)目應(yīng)盡量保持均衡。b. 便于設(shè)備就近取電、交叉取電，以減少布線，節(jié)省重量，提高經(jīng)濟(jì)性。c. 遠(yuǎn)程配電裝置的布置應(yīng)保證其所具有的SSPC通道數(shù)目與該區(qū)域內(nèi)通道數(shù)目需求相匹配，且留有一定余量。

3.3 配電線路的敷設(shè)

3.3.1配電設(shè)備間的配電線路敷設(shè)

從配電的安全性和可靠性出發(fā)，需要考慮的敷設(shè)要求如下：a. 同一線束，不應(yīng)包含不同配電通道的線纜，以防止該線束的故障，同時(shí)造成不同配電通道的喪失；b. 屬于不同配電通道的線束，應(yīng)在敷設(shè)上保持一定的空間間隔；c. 應(yīng)急配電通道所屬的線束，不應(yīng)包含其他的“災(zāi)難的”系統(tǒng)功能所屬的線纜；d. 應(yīng)急配電通道所屬的線束，應(yīng)與包含其他的“災(zāi)難的”系統(tǒng)功能所屬的線纜保持一定的空間距離；e. 應(yīng)考慮轉(zhuǎn)子爆破、輪胎爆破等特殊風(fēng)險(xiǎn)的影響，這些風(fēng)險(xiǎn)，不應(yīng)造成應(yīng)急配電通道所屬線束的故障。

3.3.2 配電設(shè)備到用電設(shè)備間的配電線路敷設(shè)

從配電的安全性和可靠性出發(fā)，需要考慮的敷設(shè)要求如下：a. 如果設(shè)備具有多個(gè)電源輸入，則不同電源輸入所在的配電線纜，不應(yīng)位于同一線束中；b. “災(zāi)難的”功能所屬的配電線束中，不應(yīng)包含其他“災(zāi)難的”系統(tǒng)功能所屬的線纜；c. “災(zāi)難的”功能所屬的配電線束，應(yīng)與其他的“災(zāi)難的”系統(tǒng)功能所屬的線束，保持一定的空間距離；d. 應(yīng)考慮轉(zhuǎn)子爆破，輪胎爆破等特殊風(fēng)險(xiǎn)的影響，這些風(fēng)險(xiǎn)，不應(yīng)造成支持系統(tǒng)“災(zāi)難的”功能所屬的應(yīng)急配電通路的喪失。

以上兩節(jié)的線路敷設(shè)要求，應(yīng)作為EWIS 敷設(shè)配電線路的指導(dǎo)依據(jù)，以保證最后的線路敷設(shè)滿足要求。

4. 遠(yuǎn)程配電裝置之間的通訊

以TTP總線作為基礎(chǔ)，可以搭建如下的通訊網(wǎng)絡(luò)。左匯流條控制單元與右匯流條控制單元共同監(jiān)控飛機(jī)電源系統(tǒng)工作狀態(tài)，左發(fā)電機(jī)控制單元、左匯流條控制單元、右發(fā)電機(jī)控制單元、右匯流條控制單元之間的通信采用CAN總線通信傳輸數(shù)據(jù)。左匯流條控制單元與第一個(gè)門類遠(yuǎn)程配電裝置之間采用CAN總線通信；同樣右匯流條控制單元與第二個(gè)門類遠(yuǎn)程配電裝置之間采用CAN總線通信。第一個(gè)門類遠(yuǎn)程配電裝置傳輸左遠(yuǎn)程配電裝置的控制命令給相關(guān)的用電分配遠(yuǎn)程配電裝置，通信總線CAN總線。第二個(gè)門類遠(yuǎn)程配電裝置傳輸右匯流條控制單元的控制命令給相關(guān)的用電分配遠(yuǎn)程配電裝置等，通信總線同樣為CAN總線。

5、總結(jié)

本文從用電負(fù)載信息內(nèi)容搜集，選擇二次配電負(fù)載的準(zhǔn)則，相關(guān)斷路器的使用要求，遠(yuǎn)程配電裝置的布置以及相應(yīng)線纜的敷設(shè)，遠(yuǎn)程配電裝置之間的通訊幾個(gè)方面，介紹了如何進(jìn)行民用飛機(jī)二次配電的設(shè)計(jì)，為今后的民用飛機(jī)二次配電的設(shè)計(jì)提供了經(jīng)驗(yàn)與思路。

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